Users' Mathboxes Mathbox for Alexander van der Vekens < Previous   Next >
Nearby theorems
Mirrors  >  Home  >  MPE Home  >  Th. List  >   Mathboxes  >  2zrngagrp Structured version   Visualization version   GIF version

Theorem 2zrngagrp 46831
Description: R is an (additive) group. (Contributed by AV, 6-Jan-2020.)
Hypotheses
Ref Expression
2zrng.e ๐ธ = {๐‘ง โˆˆ โ„ค โˆฃ โˆƒ๐‘ฅ โˆˆ โ„ค ๐‘ง = (2 ยท ๐‘ฅ)}
2zrngbas.r ๐‘… = (โ„‚fld โ†พs ๐ธ)
Assertion
Ref Expression
2zrngagrp ๐‘… โˆˆ Grp
Distinct variable groups:   ๐‘ฅ,๐‘ง,๐‘…   ๐‘ฅ,๐ธ,๐‘ง

Proof of Theorem 2zrngagrp
Dummy variable ๐‘ฆ is distinct from all other variables.
StepHypRef Expression
1 2zrng.e . . 3 ๐ธ = {๐‘ง โˆˆ โ„ค โˆฃ โˆƒ๐‘ฅ โˆˆ โ„ค ๐‘ง = (2 ยท ๐‘ฅ)}
2 2zrngbas.r . . 3 ๐‘… = (โ„‚fld โ†พs ๐ธ)
31, 22zrngamnd 46829 . 2 ๐‘… โˆˆ Mnd
4 eqeq1 2736 . . . . . . 7 (๐‘ง = ๐‘ฆ โ†’ (๐‘ง = (2 ยท ๐‘ฅ) โ†” ๐‘ฆ = (2 ยท ๐‘ฅ)))
54rexbidv 3178 . . . . . 6 (๐‘ง = ๐‘ฆ โ†’ (โˆƒ๐‘ฅ โˆˆ โ„ค ๐‘ง = (2 ยท ๐‘ฅ) โ†” โˆƒ๐‘ฅ โˆˆ โ„ค ๐‘ฆ = (2 ยท ๐‘ฅ)))
65, 1elrab2 3686 . . . . 5 (๐‘ฆ โˆˆ ๐ธ โ†” (๐‘ฆ โˆˆ โ„ค โˆง โˆƒ๐‘ฅ โˆˆ โ„ค ๐‘ฆ = (2 ยท ๐‘ฅ)))
7 znegcl 12596 . . . . . . 7 (๐‘ฆ โˆˆ โ„ค โ†’ -๐‘ฆ โˆˆ โ„ค)
87adantr 481 . . . . . 6 ((๐‘ฆ โˆˆ โ„ค โˆง โˆƒ๐‘ฅ โˆˆ โ„ค ๐‘ฆ = (2 ยท ๐‘ฅ)) โ†’ -๐‘ฆ โˆˆ โ„ค)
9 nfv 1917 . . . . . . . 8 โ„ฒ๐‘ฅ ๐‘ฆ โˆˆ โ„ค
10 nfre1 3282 . . . . . . . 8 โ„ฒ๐‘ฅโˆƒ๐‘ฅ โˆˆ โ„ค -๐‘ฆ = (2 ยท ๐‘ฅ)
11 znegcl 12596 . . . . . . . . . . . . 13 (๐‘ฅ โˆˆ โ„ค โ†’ -๐‘ฅ โˆˆ โ„ค)
1211adantl 482 . . . . . . . . . . . 12 ((๐‘ฆ โˆˆ โ„ค โˆง ๐‘ฅ โˆˆ โ„ค) โ†’ -๐‘ฅ โˆˆ โ„ค)
1312adantr 481 . . . . . . . . . . 11 (((๐‘ฆ โˆˆ โ„ค โˆง ๐‘ฅ โˆˆ โ„ค) โˆง ๐‘ฆ = (2 ยท ๐‘ฅ)) โ†’ -๐‘ฅ โˆˆ โ„ค)
14 oveq2 7416 . . . . . . . . . . . . 13 (๐‘ง = -๐‘ฅ โ†’ (2 ยท ๐‘ง) = (2 ยท -๐‘ฅ))
1514eqeq2d 2743 . . . . . . . . . . . 12 (๐‘ง = -๐‘ฅ โ†’ (-๐‘ฆ = (2 ยท ๐‘ง) โ†” -๐‘ฆ = (2 ยท -๐‘ฅ)))
1615adantl 482 . . . . . . . . . . 11 ((((๐‘ฆ โˆˆ โ„ค โˆง ๐‘ฅ โˆˆ โ„ค) โˆง ๐‘ฆ = (2 ยท ๐‘ฅ)) โˆง ๐‘ง = -๐‘ฅ) โ†’ (-๐‘ฆ = (2 ยท ๐‘ง) โ†” -๐‘ฆ = (2 ยท -๐‘ฅ)))
17 negeq 11451 . . . . . . . . . . . 12 (๐‘ฆ = (2 ยท ๐‘ฅ) โ†’ -๐‘ฆ = -(2 ยท ๐‘ฅ))
18 2cnd 12289 . . . . . . . . . . . . . . 15 (๐‘ฅ โˆˆ โ„ค โ†’ 2 โˆˆ โ„‚)
19 zcn 12562 . . . . . . . . . . . . . . 15 (๐‘ฅ โˆˆ โ„ค โ†’ ๐‘ฅ โˆˆ โ„‚)
2018, 19mulneg2d 11667 . . . . . . . . . . . . . 14 (๐‘ฅ โˆˆ โ„ค โ†’ (2 ยท -๐‘ฅ) = -(2 ยท ๐‘ฅ))
2120eqcomd 2738 . . . . . . . . . . . . 13 (๐‘ฅ โˆˆ โ„ค โ†’ -(2 ยท ๐‘ฅ) = (2 ยท -๐‘ฅ))
2221adantl 482 . . . . . . . . . . . 12 ((๐‘ฆ โˆˆ โ„ค โˆง ๐‘ฅ โˆˆ โ„ค) โ†’ -(2 ยท ๐‘ฅ) = (2 ยท -๐‘ฅ))
2317, 22sylan9eqr 2794 . . . . . . . . . . 11 (((๐‘ฆ โˆˆ โ„ค โˆง ๐‘ฅ โˆˆ โ„ค) โˆง ๐‘ฆ = (2 ยท ๐‘ฅ)) โ†’ -๐‘ฆ = (2 ยท -๐‘ฅ))
2413, 16, 23rspcedvd 3614 . . . . . . . . . 10 (((๐‘ฆ โˆˆ โ„ค โˆง ๐‘ฅ โˆˆ โ„ค) โˆง ๐‘ฆ = (2 ยท ๐‘ฅ)) โ†’ โˆƒ๐‘ง โˆˆ โ„ค -๐‘ฆ = (2 ยท ๐‘ง))
25 oveq2 7416 . . . . . . . . . . . 12 (๐‘ฅ = ๐‘ง โ†’ (2 ยท ๐‘ฅ) = (2 ยท ๐‘ง))
2625eqeq2d 2743 . . . . . . . . . . 11 (๐‘ฅ = ๐‘ง โ†’ (-๐‘ฆ = (2 ยท ๐‘ฅ) โ†” -๐‘ฆ = (2 ยท ๐‘ง)))
2726cbvrexvw 3235 . . . . . . . . . 10 (โˆƒ๐‘ฅ โˆˆ โ„ค -๐‘ฆ = (2 ยท ๐‘ฅ) โ†” โˆƒ๐‘ง โˆˆ โ„ค -๐‘ฆ = (2 ยท ๐‘ง))
2824, 27sylibr 233 . . . . . . . . 9 (((๐‘ฆ โˆˆ โ„ค โˆง ๐‘ฅ โˆˆ โ„ค) โˆง ๐‘ฆ = (2 ยท ๐‘ฅ)) โ†’ โˆƒ๐‘ฅ โˆˆ โ„ค -๐‘ฆ = (2 ยท ๐‘ฅ))
2928exp31 420 . . . . . . . 8 (๐‘ฆ โˆˆ โ„ค โ†’ (๐‘ฅ โˆˆ โ„ค โ†’ (๐‘ฆ = (2 ยท ๐‘ฅ) โ†’ โˆƒ๐‘ฅ โˆˆ โ„ค -๐‘ฆ = (2 ยท ๐‘ฅ))))
309, 10, 29rexlimd 3263 . . . . . . 7 (๐‘ฆ โˆˆ โ„ค โ†’ (โˆƒ๐‘ฅ โˆˆ โ„ค ๐‘ฆ = (2 ยท ๐‘ฅ) โ†’ โˆƒ๐‘ฅ โˆˆ โ„ค -๐‘ฆ = (2 ยท ๐‘ฅ)))
3130imp 407 . . . . . 6 ((๐‘ฆ โˆˆ โ„ค โˆง โˆƒ๐‘ฅ โˆˆ โ„ค ๐‘ฆ = (2 ยท ๐‘ฅ)) โ†’ โˆƒ๐‘ฅ โˆˆ โ„ค -๐‘ฆ = (2 ยท ๐‘ฅ))
32 eqeq1 2736 . . . . . . . 8 (๐‘ง = -๐‘ฆ โ†’ (๐‘ง = (2 ยท ๐‘ฅ) โ†” -๐‘ฆ = (2 ยท ๐‘ฅ)))
3332rexbidv 3178 . . . . . . 7 (๐‘ง = -๐‘ฆ โ†’ (โˆƒ๐‘ฅ โˆˆ โ„ค ๐‘ง = (2 ยท ๐‘ฅ) โ†” โˆƒ๐‘ฅ โˆˆ โ„ค -๐‘ฆ = (2 ยท ๐‘ฅ)))
3433, 1elrab2 3686 . . . . . 6 (-๐‘ฆ โˆˆ ๐ธ โ†” (-๐‘ฆ โˆˆ โ„ค โˆง โˆƒ๐‘ฅ โˆˆ โ„ค -๐‘ฆ = (2 ยท ๐‘ฅ)))
358, 31, 34sylanbrc 583 . . . . 5 ((๐‘ฆ โˆˆ โ„ค โˆง โˆƒ๐‘ฅ โˆˆ โ„ค ๐‘ฆ = (2 ยท ๐‘ฅ)) โ†’ -๐‘ฆ โˆˆ ๐ธ)
366, 35sylbi 216 . . . 4 (๐‘ฆ โˆˆ ๐ธ โ†’ -๐‘ฆ โˆˆ ๐ธ)
37 oveq1 7415 . . . . . 6 (๐‘ง = -๐‘ฆ โ†’ (๐‘ง + ๐‘ฆ) = (-๐‘ฆ + ๐‘ฆ))
3837eqeq1d 2734 . . . . 5 (๐‘ง = -๐‘ฆ โ†’ ((๐‘ง + ๐‘ฆ) = 0 โ†” (-๐‘ฆ + ๐‘ฆ) = 0))
3938adantl 482 . . . 4 ((๐‘ฆ โˆˆ ๐ธ โˆง ๐‘ง = -๐‘ฆ) โ†’ ((๐‘ง + ๐‘ฆ) = 0 โ†” (-๐‘ฆ + ๐‘ฆ) = 0))
40 elrabi 3677 . . . . . . . . 9 (๐‘ฆ โˆˆ {๐‘ง โˆˆ โ„ค โˆฃ โˆƒ๐‘ฅ โˆˆ โ„ค ๐‘ง = (2 ยท ๐‘ฅ)} โ†’ ๐‘ฆ โˆˆ โ„ค)
4140, 1eleq2s 2851 . . . . . . . 8 (๐‘ฆ โˆˆ ๐ธ โ†’ ๐‘ฆ โˆˆ โ„ค)
4241zcnd 12666 . . . . . . 7 (๐‘ฆ โˆˆ ๐ธ โ†’ ๐‘ฆ โˆˆ โ„‚)
4342negcld 11557 . . . . . 6 (๐‘ฆ โˆˆ ๐ธ โ†’ -๐‘ฆ โˆˆ โ„‚)
4443, 42addcomd 11415 . . . . 5 (๐‘ฆ โˆˆ ๐ธ โ†’ (-๐‘ฆ + ๐‘ฆ) = (๐‘ฆ + -๐‘ฆ))
4542negidd 11560 . . . . 5 (๐‘ฆ โˆˆ ๐ธ โ†’ (๐‘ฆ + -๐‘ฆ) = 0)
4644, 45eqtrd 2772 . . . 4 (๐‘ฆ โˆˆ ๐ธ โ†’ (-๐‘ฆ + ๐‘ฆ) = 0)
4736, 39, 46rspcedvd 3614 . . 3 (๐‘ฆ โˆˆ ๐ธ โ†’ โˆƒ๐‘ง โˆˆ ๐ธ (๐‘ง + ๐‘ฆ) = 0)
4847rgen 3063 . 2 โˆ€๐‘ฆ โˆˆ ๐ธ โˆƒ๐‘ง โˆˆ ๐ธ (๐‘ง + ๐‘ฆ) = 0
491, 22zrngbas 46824 . . 3 ๐ธ = (Baseโ€˜๐‘…)
501, 22zrngadd 46825 . . 3 + = (+gโ€˜๐‘…)
511, 22zrng0 46826 . . 3 0 = (0gโ€˜๐‘…)
5249, 50, 51isgrp 18824 . 2 (๐‘… โˆˆ Grp โ†” (๐‘… โˆˆ Mnd โˆง โˆ€๐‘ฆ โˆˆ ๐ธ โˆƒ๐‘ง โˆˆ ๐ธ (๐‘ง + ๐‘ฆ) = 0))
533, 48, 52mpbir2an 709 1 ๐‘… โˆˆ Grp
Colors of variables: wff setvar class
Syntax hints:   โ†” wb 205   โˆง wa 396   = wceq 1541   โˆˆ wcel 2106  โˆ€wral 3061  โˆƒwrex 3070  {crab 3432  (class class class)co 7408  0cc0 11109   + caddc 11112   ยท cmul 11114  -cneg 11444  2c2 12266  โ„คcz 12557   โ†พs cress 17172  Mndcmnd 18624  Grpcgrp 18818  โ„‚fldccnfld 20943
This theorem was proved from axioms:  ax-mp 5  ax-1 6  ax-2 7  ax-3 8  ax-gen 1797  ax-4 1811  ax-5 1913  ax-6 1971  ax-7 2011  ax-8 2108  ax-9 2116  ax-10 2137  ax-11 2154  ax-12 2171  ax-ext 2703  ax-sep 5299  ax-nul 5306  ax-pow 5363  ax-pr 5427  ax-un 7724  ax-cnex 11165  ax-resscn 11166  ax-1cn 11167  ax-icn 11168  ax-addcl 11169  ax-addrcl 11170  ax-mulcl 11171  ax-mulrcl 11172  ax-mulcom 11173  ax-addass 11174  ax-mulass 11175  ax-distr 11176  ax-i2m1 11177  ax-1ne0 11178  ax-1rid 11179  ax-rnegex 11180  ax-rrecex 11181  ax-cnre 11182  ax-pre-lttri 11183  ax-pre-lttrn 11184  ax-pre-ltadd 11185  ax-pre-mulgt0 11186  ax-addf 11188  ax-mulf 11189
This theorem depends on definitions:  df-bi 206  df-an 397  df-or 846  df-3or 1088  df-3an 1089  df-tru 1544  df-fal 1554  df-ex 1782  df-nf 1786  df-sb 2068  df-mo 2534  df-eu 2563  df-clab 2710  df-cleq 2724  df-clel 2810  df-nfc 2885  df-ne 2941  df-nel 3047  df-ral 3062  df-rex 3071  df-rmo 3376  df-reu 3377  df-rab 3433  df-v 3476  df-sbc 3778  df-csb 3894  df-dif 3951  df-un 3953  df-in 3955  df-ss 3965  df-pss 3967  df-nul 4323  df-if 4529  df-pw 4604  df-sn 4629  df-pr 4631  df-tp 4633  df-op 4635  df-uni 4909  df-iun 4999  df-br 5149  df-opab 5211  df-mpt 5232  df-tr 5266  df-id 5574  df-eprel 5580  df-po 5588  df-so 5589  df-fr 5631  df-we 5633  df-xp 5682  df-rel 5683  df-cnv 5684  df-co 5685  df-dm 5686  df-rn 5687  df-res 5688  df-ima 5689  df-pred 6300  df-ord 6367  df-on 6368  df-lim 6369  df-suc 6370  df-iota 6495  df-fun 6545  df-fn 6546  df-f 6547  df-f1 6548  df-fo 6549  df-f1o 6550  df-fv 6551  df-riota 7364  df-ov 7411  df-oprab 7412  df-mpo 7413  df-om 7855  df-1st 7974  df-2nd 7975  df-frecs 8265  df-wrecs 8296  df-recs 8370  df-rdg 8409  df-1o 8465  df-er 8702  df-en 8939  df-dom 8940  df-sdom 8941  df-fin 8942  df-pnf 11249  df-mnf 11250  df-xr 11251  df-ltxr 11252  df-le 11253  df-sub 11445  df-neg 11446  df-nn 12212  df-2 12274  df-3 12275  df-4 12276  df-5 12277  df-6 12278  df-7 12279  df-8 12280  df-9 12281  df-n0 12472  df-z 12558  df-dec 12677  df-uz 12822  df-fz 13484  df-struct 17079  df-sets 17096  df-slot 17114  df-ndx 17126  df-base 17144  df-ress 17173  df-plusg 17209  df-mulr 17210  df-starv 17211  df-tset 17215  df-ple 17216  df-ds 17218  df-unif 17219  df-0g 17386  df-mgm 18560  df-sgrp 18609  df-mnd 18625  df-grp 18821  df-cmn 19649  df-mgp 19987  df-ring 20057  df-cring 20058  df-cnfld 20944
This theorem is referenced by:  2zrngaabl  46832
  Copyright terms: Public domain W3C validator